在夜晚的深空,星星點綴著黑色的宇宙,有些星星早已存在于太陽系形成之前,而有些則將在太陽熄滅后依然熠熠生輝。人們通常將太陽看作永恒的象征,把太陽和其他類似的天體冠以恒星的美名,仿佛它們是宇宙中永恒存在的符號。然而,隨著科學的發(fā)展,我們逐漸認識到,包括太陽在內(nèi),宇宙中沒有什么是永恒的。甚至宇宙本身也有壽命。
根據(jù)目前的宇宙學理論,我們的宇宙誕生于138.2億年前的一次大爆炸。在這個大爆炸之前,不存在時間和空間,只有一個奇點,這個奇點可以看作是宇宙的種子,是一切物理定律、恒星和我們的起源的源頭。
在138.2億年前的某一刻,這個奇點發(fā)生了爆炸,宇宙迅速膨脹,時空和物質(zhì)逐漸成形。大爆炸后,30萬年過去了,光子開始在宇宙中傳播,星云凝聚成第一代恒星,然后是含有重元素的第二代恒星。我們的太陽就是一顆典型的第二代黃矮星,而地球及其上的生命則是這些恒星的產(chǎn)物。
時至今日,在天文學家的觀測中,我們的宇宙仍在加速膨脹。這一速度在距離地球145億光年外的地方已經(jīng)超過了光速,這意味著人類將永遠無法看見那些星系。盡管我們對宇宙的認知不斷深化,但宇宙也并非永恒存在的。
物理學家早已認識到宇宙有生命極限。研究中涉及的熱力學中的熵增定律表明,在封閉系統(tǒng)中,系統(tǒng)的混亂程度總是上升的。這意味著在一個封閉系統(tǒng)中,事物只會自發(fā)地從低熵(有序)向高熵(無序)演變,而且這個過程是不可逆轉(zhuǎn)的。
將這一定律應用于宇宙,我們發(fā)現(xiàn)太陽總有一天會熄滅,黑洞會在漫長的時間后蒸發(fā)殆盡。雖然新的恒星不斷誕生,但宇宙中的物質(zhì)總量是有限的,因此在熵增定律的影響下,宇宙中的所有恒星最終都會熄滅,宇宙將變成一片死寂。
從微觀角度來看,宇宙中的所有物質(zhì)都由微小粒子組成。這些粒子在無規(guī)則的運動中不斷碰撞,運動速度越快,物質(zhì)溫度越高。然而,這也代表著內(nèi)部粒子運動的無序度越高,即“熵”值越大。這與熱水傳熱的過程相似,熱水中的高熵粒子會轉(zhuǎn)移到冷水中的低熵粒子,使整體的熵值增大。
熵增定律告訴我們,在一個封閉系統(tǒng)中,事物總是朝著混亂的方向發(fā)展,而宇宙是最大的封閉系統(tǒng)。因此,宇宙內(nèi)的熵增是不可避免的。
在未來的50億年里,太陽將內(nèi)部的氫元素耗盡,膨脹到現(xiàn)在的200倍體積,吞噬水金星,直至地球。氦元素燃燒完后,太陽將在一次大爆炸中變成白矮星,發(fā)出幽幽的白光。然而,這幽光也將在幾十億年內(nèi)逐漸熄滅,太陽將成為黑矮星。
其他一些超大質(zhì)量恒星將發(fā)生大爆炸,形成中子星或黑洞。中子星會在高速自轉(zhuǎn)中發(fā)射脈沖,通常只有較短的幾億年壽命。而超大質(zhì)量黑洞可能是宇宙最后仍然存在的天體,吞噬掉所有已經(jīng)消亡的恒星。然而,黑洞自身也在蒸發(fā),最后在一次大爆炸中迎接死亡。
在這些事件發(fā)生后,宇宙將達到熱平衡,一片絕對的黑暗。要想避免這一結局,唯一的辦法就是尋找其他宇宙,因為其他宇宙的存在可以轉(zhuǎn)移宇宙的熵增,就像熱水的溫度會逐漸轉(zhuǎn)移到冷水一樣。
人類則一直在抵抗熵增,人的一生就是不斷抵抗混亂的過程。只有不斷為自己注入新的能量,才能在這個充滿無序的宇宙中保持秩序,讓自己的人生不走向混沌無為。所以,盡管宇宙有生命的極限,但人類對生命的探索和抵抗熵增的努力將會持續(xù)下去。